При монтаже и подсоединении отопительных котлов с насосом, электронным управлением крайне рекомендовано сразу ставить на систему источник бесперебойного питания (ИБП, UPS). Аппараты бывают разными и не все подойдут, например, изделие типа offline («резервное») будет не эффективным. ИБП для газовых котлов, кроме стабилизации напряжения, обеспечивает автономное питание от своих аккумуляторных батарей при перебоях с электроэнергией на главной линии, а также UPS устранит ее скачки, защитит от замыканий. Опишем, как правильно выбрать бесперебойник для газового котла, рассчитать мощность, какие существуют виды аппаратов, их преимущества и недостатки, также приведем примерный рейтинг моделей устройств.

Почему ИБП необходим для газового котла

Большинство топливных котлов, в частности газовых, требуют постоянного действующего подключения к электропитанию. Перебои могут причинить преждевременный износ оборудования, сложности последующего запуска, сбой настроек. От электропитания работает циркуляционная помпа, управляющий блок, узлы розжига и принудительной вентиляции. Также есть продвинутое котловое оснащение, функцонирующее с GSM модулями для управления на расстоянии, через интернет, смартфон, для которого важна стабильность электричества.

UPS обеспечит резервное питание при перебоях с электричеством. Качественные модели предотвратят перегрев и воспламенение электрочасти системы газового отопления, если на линии питания создатутся перегрузки. Аварии могут возникнуть даже от удара молнии.

Электрокомпоненты котлового оснащения повышено чувствительные к качеству, стабильности напряжения – поломки, связанные с этим аспектом, самые частые. Значительная протяженность сетевых линий характерная особенно для частных домов. На таких объектах много мощного оборудования (бойлеры, стиралки, насосы и пр.), что создает риск перепадов, скачков, понижений, ухудшения частотных и иных токовых параметров. Из-за нарушений качества напряжения котел будет функционировать с перебоями, может не запускаться.

Надежные UPS не только обеспечивают резерв по питанию, но и нормализуют некорректные параметры напряжения, тока. Стоит потратиться на аппарат, так как цена ремонта котла и замена вышедших из строя микросхем и плат значительная, а в некоторых случаях (если на объекте некачественное напряжение) агрегат вообще не сможет нормально работать без ИБП.

Преимущества ИБП:

• простота монтажа;
• заявленные сроки эксплуатации самого прибора (не батарей) от 5 – 7 лет, а в реальности намного большие;
• осуществляет автоматический контроль, не требует особого обслуживания. Нужно только менять аккумуляторы, если они выработали свой ресурс;
• у современных приборов отсутствует слышимый гул трансформатора и прочих электроузлов. Модели оффлайн и Line-interactive полностью бесшумные. Но, к сожалению, это не всегда касается наиболее качественных разновидностей – с двойным преобразованием – они иногда оснащаются вентиляторами, издающими некоторые звуковые эффекты.

Остановка отопительного оснащения при сильных морозах чревата разрывом труб, расположенных близко к улице, – это еще одна причина применять ИБП, способные самостоятельно питать оборудование 2 – 8 и больше часов. Такие аппараты обычно подразумеваются по умолчанию, являются почти обязательными для котлов и подобных устройств, для которых незапланированные перерывы в работе крайне нежелательные. В нашем случае беспрерывная работа – одно из главных условий правильного выполнения своих функций системой.

Как работает источник бесперебойного питания

Алгоритм работы (общий, упрощенный) ИБП:

1. В обычном режиме меняет переменный тип тока в постоянный и производит таковым зарядку батареи.
2. При исчезновении напряжения в сети подсоединяет резерв для питания обслуживаемого оснащения. Процесс обратный – постоянный ток АКБ трансформируется в переменный, подаваемый на котел.

Качественные модели (интерактивные и онлайн типа) одновременно улучшают параметры напряжения.

Функции и объем возможностей ИБП

Назначение ИБП, объем функций и опций:

• стабильное без отклонений питание для электроприборов и/или улучшение его характеристик;
• обеспечение непрерывной работы оснащения без непредвиденных (резких) вкл./выкл. при кратких и продолжительных перебоях с питанием. Задействует резервное питание от аккумуляторов, преобразовывая их ток постоянного типа (12 В) в переменную величину (220 В), нужную для электроустройств. Переключение автоматическое: при появлении питания от главной линии, подключается она, одновременно резерв отключается. При этом также активируется функция зарядки аккумуляторов для следующего их использования в качестве резерва;
• защита от перегрузок, скачков напряжения и тока, от других колебаний параметров электросети (не все модели имеют эти функции);
• отдельно выделим важный момент: надежный прибор обеспечивает гладкую, наилучшую для любых приборов синусоидальность напряжения.

Не все ИБП имеют полный набор функций, например, может отсутствовать опция стабилизации напряжения. Но аппарат должен иметь ее, если подбирается для газового котла, поскольку именно перепады в сети – самая частая причина выхода из строя его электрочасти, соответственно, и всего в целом.

Что надо оценить

Для правильного выбора анализируют:

• какую синусоиду выдает на выходе. Это главный параметр в нашем случае;
• мощность ИБП (ВА и кВт) и обслуживаемого оборудования (с учетом пусковых токов, максимально возможного потребления электричества);
• качество батарей, продолжительность автономного питания;
• уровень защиты, количество возможностей по этому параметру (только предохранение от скачков, КЗ или оно плюс стабилизация и улучшение напряжения);
• скорость переключения на резерв.

Почему подойдет только ИБП с чистой (гладкой) синусоидой

Характеристики чистоты сигнала особо важные именно для категории электроприборов, включающую моторы, насосное оборудование (оно и обеспечивает циркуляцию воды с газовыми котлами), компрессоры (главный функциональный элемент холодильников), серверы. Другими словами, данная характеристика – это форма импульсов, она влияет на устройства, чувствительные к ней, на качество их работы и зависит от потребляемой мощности.

Для слабомощного и нечувствительного к чистоте входного сигнала оснащения подойдут ИБП с измененной, аппроксимальной (трапециевидной, меандровой, ступенчатой, модифицированной) синусоидой, к такому относятся компьютеры, телевизоры и подобное.

Но для следующего оснащения подойдет только UPS с чистой (правильной) синусоидальностью выходного сигнала:

• котлы отопления;
• холодильное оборудование;
• оснащение с трансформаторными блоками;
• приборы с индукционными катушками, генераторами.

Чистая синусоидальность возникает при преобразовании импульсов в форме меандра, которая изначально возникает при смене полярности. Сигнал сглаживается, представляет собой плавную волнообразную линию. Если ток пропускать без такого выравнивания, то оборудование, требующее чистую синусоиду, некоторое время будет работать, но в итоге выйдет из строя.

То есть ИБП без выравнивания сигнала, с таковым не с чистой синусоидой, с выходным сигналом в виде меандра не только нежелательный, но и навредит газовому котлу.

Разновидности и какой тип UPS подойдет

Рассмотрим типы бесперебойников, начиная с самых худших и неподходящих для газовых котлов.

Резервные (оффлайн)

Тип UPS «оффлайн» или «standby», «back ups» – это модели самые дешевые, ограниченные по качеству, возможностям, функциям. Такие приборы часто применяются для компьютеров, телевизоров. Но их не надо путать с типоразмерами с более емкими батареями, с розетками евро стандарта, индикацией на корпусе для мощной техники (на картинке ниже аппарат для нее и для компьютера).

У «оффлайн» изделий обычно есть только предохранение от скачков напряжения (surge protection). Сигнал не выравнивается, фильтрация от помех слабая или вообще отсутствует. Категорически не подходят для котлов. Если в названии есть слово «back», то сразу можно отвергать такие модели как таковые с модифицированным синусом.

Off-line аппараты, они же резервные, с самой низким уровнем надежности, их недостатки:

• сигнал на вых. аппроксимированный, модифицированный, меандр, то есть нет чистой синусоидальности;
• только две функции: автопереключение на резерв и защита от коротких замыканий (не всегда) и скачков, но слабая, в небольших диапазонах;
• не фильтрует сигнал, не улучшает характеристики питания. Амплитуда и частота не корректируется;
• самое медленное быстродействие из всех существующих вариантов бесперебойников – от 5 микросекунд.

Плюсы: высокое КПД, дешевые, минимальный нагрев. Но для нас эти достоинства не значимые, так как данные приборы не применяют с котлами.

Напомним, ИБП типа оффлайн не только не рекомендованы для чувствительных к чистоте сигнала мотора помпы и электрочасти газовых котлов, но и могут негативно повлиять на них. Эффект будет нулевым, а синусоида модифицированного типа навредит такому оборудованию.

В последнее время появляются ИБП оффлайн типа с ШИМ-инвертором, выдающие гладкую синусоиду, вот их можно применить для газового котла. Они хуже линейно-интерактивных разновидностей; но все-таки являются выбором приемлемым, хоть и не лучшим. Если брать такой аппарат, то соблюдая те же условия, описанные в следующем разделе.

С линейно-интерактивным типом работы (Line-interactive)

Линейно-интерактивные модели можно рекомендовать, но только те, которые преобразовывают сигнал в чистую синусоиду (часто у них в названии есть приставка Smart). Параметр должен указываться в паспорте обязательно. Аппараты данного типа имеют встроенный стабилизатор напряжения, что также позволяет осуществлять защиту от скачков и перегрузок. В остальном они аналогичные оффлайн вариантам.

Данный вариант, как и On-line типы, имеет опцию стабилизации электропараметров, имеет входной регулятор. Но такая функция не особо качественная. Данные модели можно рекомендовать (но этот выбор несколько хуже, чем On-line аппараты) для котлов, только если у них есть чистая синусоида.

Модель типа Line-interactive справится без перехода на АКБ обычно лишь со сравнительно небольшими скачками (нужно оценить данный параметр, прописываемый в инструкции изделия). Аппарат среагирует на отклонения напряжения за доли секунд, но не моментально, как On-line вариант, который фактически даже не переходит на режим улучшения сигнала, а работает в нем постоянно, о чем свидетельствует его название.

Итак, линейно-интерактивные бесперебойники рекомендовать можно, но только учитывая вышеизложенные нюансы, и это будет не самый качественный, но все-таки допустимый выбор. Они подойдут, если надо сэкономить, когда на сети не наблюдаются сильные нарушения качества питания.

Недостатки Line-interactive:

• искажения на выходе меньшие, чем у Off-line вариантов, но все же достаточно существенные;
• не всегда обеспечивают правильную синусоиду;
• есть фильтрация помех, но снова-таки не такая качественная, как у онлайн разновидностей;
• штатные батареи обычно не особо качественные.

On-line (двойным преобразованием), с чистой синусоидой

Именно On-line бесперебойники наилучшие, так как все выдают на выходе правильную синусоиду. Они крайне рекомендованы для газовых и иных котлов, холодильников. Это единственный тип, по которому нет никаких предостережений и оговорок к использованию с рассматриваемым оборудованием.

Онлайн модели UPS обеспечат 100% защиту без каких-либо оговорок. Такие аппараты производят двойное преобразование. Их инвертор работает постоянно, даже когда главная сеть рабочая. То есть вообще отсутствует задержка на переход на режим стабилизации напряжения, поскольку он уже включен и активный. На выходе возникает идеально чистый синусоидальный сигнал.

Приборы с двойным инвертированием самые качественные, эффективные, соответственно, и дороже всех остальных видов. Обычно они более габаритные, имею шахту для нескольких АКБ или рассчитанные на таковые выносные.

Подытожим достоинства:

• полностью надежная и постоянная трансформация электропараметров из сети, на выходе обеспечивается ровно 220 В;
• максимальное соответствие номинальным характеристикам;
• работает с широчайшим спектром сетевых параметров;
• чрезвычайно высокая достоверность корректировки и стабилизации, соразмерность частоты, отсутствие помех на выходе. Осуществляет безупречную конфигурацию напряжения; фильтрация искажений осуществляется в полном объеме. Величины, выдающиеся бесперебойником, абсолютно не зависят от входных сигналов;
• режим стабилизации постоянно работает, онлайн. Указанные выше наилучшие достигаемые параметры сохраняются при работе с питанием от сети и от АКБ;
• идеально чистая синусоидальность;
• нормализуется наиболее значительный диапазон колебаний без перехода на батарею;
• возвратные влияния обслуживаемой нагрузки исключаются даже в малейших проявлениях.

Минусы On-line UPS:

• дорогие;
• низкий КПД;
• шумные, так как с охлаждающими вентиляторами.

Надо сказать, что бесперебойники рассматриваемого типа также иногда называются инверторами, стабилизаторами, особенно, если это модели без АКБ и только обеспечивают улучшение сигнала и защиту без функции резерва питания.

На рынке также есть особый тип онлайн аппаратов с возможностью переконфигурации для работы в оффлайн режиме – standby (комбинированные ИБП, On-Line – Static Stanbdby).

Качество аккумуляторов, период резервного запитывания

Хорошим выбором будет изделие с возможностью работать от внешних батарей, которые часто размещают на специальных стеллажах. Впрочем, к любому аппарату можно их приспособить, даже если он не имеет заводских клемм и кабелей: для этого достаточно параллельно соединить между собой элементы и подвести провода на контакты для штатной батареи.

Продолжительность запитывания от ИБП зависит не от выходных мощностей или от их напряжения, а от емкости АКБ в совокупности.

Тип батарей на качество вых. напряжения не влияет, но улучшенные характеристики данного элемента напрямую влияют на комфорт пользования. Емкость должна быть большой, чтобы обеспечить работу насоса на несколько часов (в среднем с бесперебойниками для котлов применяют АКБ, обеспечивающие 6 – 8 часов, минимум – 2 часа). Если пауза в работе приемлемая, то можно взять минимальную вместимость, чтобы успеть выключить оборудование вручную, избежав таким образом резкой, вредной для него деактивации. Качественные батареи дороже, но и долговечнее – количество циклов их зарядки-разрядки большое.

Разновидности АКБ:

• Стартерные. Жидкий электролит, может дать течь, испариться. Годность 2 года. Это самые дешевые низкокачественные изделия;
• AGM. Электролит, смешанный со стекловолокном, выдерживают увеличенное число циклов (около 600), ресурс около 10 лет;
• GEL. С электролитом-гелем, самые качественные, выдерживают 800 циклов и больше, годность около 10 лет.

Параметры ИБП для газового котла, расчет

Первым делом анализируют тип бесперебойника, синусоиду – мы подробно описали этот аспект. Дальше переходят к остальным техническим параметрам, основным среди них является показатель мощности – вольт-амперная (ВА, вольт-амперы) характеристика.

Выдаваемая мощность, фазность

По фазности выбор простой – подбирают под имеющуюся сеть. Среднестатистические бытовые сети (220 В) в подавляющем большинстве случаев 1-фазные. Но надо учесть, что в частных домах нередко ставят линии мощнее, 3-фазные (380 В). Впрочем, от таковых можно провести и 1-фазную линию. Есть также модели, которые можно подключать к двум типам сетей.

Мощность. Величина должна превышать наибольшую возможную нагрузку с запасом как минимум на 10%, а лучше на 20 – 30% пускового тока (Амперы) для обслуживаемых потребителей.

Стартовые токи обязательно берут во внимание при подборе ИБП, аппарат не должен перегружаться при включении электрооснащения. Данный параметр, прописанный в паспорте котла и его помпы, может превышать в несколько раз (обычно в 3) номинальный.

Если есть несколько насосов, ИБП подбирается под их суммарную мощность.

Для исчислений при выборе бесперебойника берется мощность, потребляемая на самой высокой скорости помпы:

Понятие ВА (VA), пример исчисления мощности бесперебойника

ВА (кВА) – главная характеристика мощности ИБП, это таковая полная, реактивного типа в вольт-амперах (ВАР), потребляющаяся прибором в процессе функционирования, причем вся она может в какие-то промежутки времени не использоваться. Активная же – это привычная нам величина в Ваттах, ее еще называют тепловой. ВА – это полная мощность электротока, то есть тот максимальный потенциал, который он может выдать. Вполне доходчиво данную величину объясняет Википедия:

На ИБП не всегда указывается, на сколько Ватт нагрузки он рассчитан, часто прописывается только ВА. В сети есть сервисы исчисления (калькуляторы) сколько ВА скольким Ваттам отвечают. Пример: 800 ВА это приблизительно 640 – 720 Вт, такой разброс обусловлен тем, что каждый прибор имеет свой коэффициент (для насоса может быть 0,8 – 0,9), то есть 800 умножаем на него.

Переводить вольт-амперы в Вт может не всегда быть затребованным – часто данная характеристика и пусковые токи указаны на самом ИБП и обслуживаемом приборе или в их техдокументации.

Пример исчисления: если защищаемый прибор рассчитан на 250 – 350 ВА, то надо умножить эту цифру на величину его стартового тока (в среднем 5 – 6 А), добавив 10%. Выйдет 1000 – 1400 ВА, выбор UPS сузится до моделей от 1000 ВА.

Обязательность учета полной мощности насоса, как ее определить

Электропомпа котла – это нагрузка реактивного типа. Мощность для всего оборудования (насос+котел) следует рассчитывать именно исходя из нее. Техдокументация может прописывать для помпы параметр в Ваттах, например, 90 Вт. Но это только тепловая мощность, а не полная (именно ВА), которую надо обязательно узнать при выборе бесперебойника.

Алгоритм, как исчислить полную мощность:

1. Величину тепловую в Ваттах (P = 90 Вт в нашем примере) разделить на Cos ϕ (коэффициент мощности прописывается в инструкции, можно узнать в интернете). Возьмем его значение 0,6.
2. Мощность, нужная нам, полная, рассчитывается по уравнению Р/Cos ϕ. То есть: 90/0,6= 150 Вт.
3. Но это еще не искомое значение – надо учесть пусковые величины. Электроток при запуске возрастает примерно в 3 раза. Поэтому реактивную (полную) мощность умножаем на 3.
4. Итог: нужен ИБП на 450 Вт. При отсутствии косинуса фи в документации ищем таковой в интернете или берем по умолчанию 0,7 (самое распространенное значение для помп данного типа).

Значение правильного учета особенностей напряжения на входе

Для стандарта сетей на 220 В допустимо отклонение на ±10%, то есть 198…242 В. Устройства в пределах РФ должны работать при этом без вреда для них. Но в различных местностях, особенно, сельских и за городом, отклонения могут выходить за указанные рамки. Это также может случиться и из-за неправильного расчета монтажа линий в доме, устройств подачи электроэнергии и по подобным причинам.

Перед покупкой рекомендовано замерять электрохарактеристики сети на протяжении суток. В паспорте бесперебойника вписаны допустимые границы напряжения на входе, при которых аппарат обеспечит таковое близкое к номиналу.

Привычная верхняя рамка для UPS 270 В, но есть модели, работающие с перепадами до 380 В. Понятно, что чем шире диапазон, тем лучше.

Время перехода на резерв

Пауза при переключении (реверсе) на АКБ обычно около 5 – 10 микросекунд. Но данный параметр не важен для мотора помпы, его можно проигнорировать, конечно же, чем он короче, тем лучше в любом случае. Надо сказать, что у приборов On-line задержка на переключение отсутствует.

Параметры корпусов, размещение

Бесперебойник желательно ставить близко около защищаемого оснащения, надо брать во внимание параметры локации установки, сопоставить их с габаритами аппарата.

Какие требования надо выполнить:

• устойчивое положение с соблюдением рекомендаций изготовителя по защите от нагревательных приборов, от оборудования, выдающего помехи, наводки и пр., по соблюдению температурного режима, отсутствию вблизи химреагентов и их испарений;
• наличие контура заземления или защитной автоматики на линии;
• отсутствие препятствий для доступа к индикации, управлению;
• зазор в 20 – 25 см минимум, от вентиляционных отверстий, узлов на корпусе до иных объектов.

Конфигурация разъемов имеет значение

Бесперебойники для компьютеров снабжаются небольшими прямоугольными гнездами для штекеров с тремя плоскими контактами под спецкабели от блоков питания ПК. Но изделие для газового котла должно иметь как минимум одну розетку стандарта «евро» с заземлением, по классификации это тип F. Такое гнездо должно одновременно быть для запитывания от резерва/через ИБП и выполнять стабилизацию напряжения.

Дополнительная опциональность источников бесперебойного питания

Рассмотрим, какие опции рекомендованные:

• обычно есть световые и звуковые индикаторы, но лучше, если есть дисплей для считывания показателей (большинство On-line аппаратов имеют такие табло, и они являются не просто элементами комфорта, а необходимы, так как отображают цифровые значения тока, напряжения, времени, параметры подключенной нагрузки и пр.);
• удобно если звуковой сигнал будет дублироваться текстом на дисплее;
• понятная расшифровка сообщений и сигналов (прописывается в инструкции, на наклейке на самом приборе);
• защитные опции: выключение при перегрузках, чрезмерном нагреве, КЗ;
• холодная активация: запуск оснащения от АКБ позволяет включать его при отсутствии сетевого питания, например, с целью удостовериться в исправности;
• мониторинговые возможности: наличие интерфейсов для вывода информации и управления на ПК, мобильные устройства;
• наличие заземления («сквозного» ноля), обычно эта функция есть по умолчанию.

Примерная модель бесперебойника для газового котла

Опишем оптимальный вариант ИБП для газовых котлов:

• On-line с чистой (гладкой) синусоидальностью на выходе (худший вариант, но допустимый Line-interactive, но с таким же параметром);
• если прибор только для защиты от колебаний, то емкость АКБ не значима. Но при потребности в автономности на 1 – 2 и больше часа берут приборы с выносными батареями AGM, GEL;
• если хочется дополнительной опциональности, то как минимум должна быть возможность «холодного» старта и защита от КЗ – эти функции больше всех несут практическую пользую;
• запас по мощности – 10%, но желательно на 20%, выше расчетного.

Характеристики добротного, сравнительно недорогого прибора:

Особенности рынка, как определить синусоиду по документам изделия

Если есть чистая синусоида, то такую выдающуюся характеристику производитель обязательно укажет и сделает это максимально четко. Касательно названий меандрового синуса фантазия изготовителей весьма изысканная, но в любом случае все это аппроксимированный, не гладкий сигнал:

В завершение статьи важная информация: